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Séisme des îles Kouriles du 15 janvier 2009

EXploitation des enregistrements sismiques

samedi 14 novembre 2009, par Jean-Claude Laboz

Le séisme des îles Kouriles est un séisme lointain (un téléséisme) que la station sismique du lycée J Amyot à Auxerre a particulièrement bien enregistré.

Enregistrement de base

La station sismique, implantée dans les sous sols du bloc scientifique enregistre presque en temps réel les mouvements du sous sol.

Voici l’enregistrement obtenu le 15 janvier 2009 :

On aperçoit nettement l’apparition des ondes P vers 18h02 (19h02 locales), puis des ondes S vers 18h12. Les ondes de surface (L) très amples apparaissent vers 18h 30.

La longueur de l’enregistrement, l’écart entre les ondes P et les ondes S, mais aussi la fréquence relativement faible des ondes de surface indiquent qu’il s’agit d’un télé séisme.

Vers 18h05 et 18h 17, des petits trains d’onde, que l’on peut interpréter comme des ondes PP et SS, c’est-à-dire des ondes P et des ondes S ayant subi une réflexion en surface avant de revenir à la station

Enregistrements détaillés (Logiciel Seisgram2K) :

3 stations ont été sélectionnés avec 3 enregistrements par stations : de haut en bas Auxerre-France (AXRF), Canberra - Australie (CANB) et Istanbul - Turquie(LFIT) et. Ces 3 stations suffisamment éloignées doivent permettre de localiser le séisme par la méthode des cercles.

Les enregistrements, synchronisés, pour les 3 stations montrent plus en détail ce que l’observation de l’enregistrement de base avait montré. Ici les 3 composantes de l’espace sont représentées : en cyan, l’axe vertical, en jaune l’axe horizontal Nord Sud et en magenta, l’axe horizontal Est Ouest.

Pour déterminer le temps d’arrivée il est assez facile de pointer les ondes P et S. Par ailleurs avec l’aide du logiciel on peut afficher l’arrivée théorique des ondes PP et SS afin de voir si les soubresauts intermédiaires correspondent à ces ondes.

Les ondes P, PP S et SS sont parfaitement identifiables. On observe par ailleurs que les ondes arrivent pratiquement en même temps à Canberra et à Auxerre. A Istanbul les ondes arrivent plus tôt. Le séisme provient donc du Nord Est.

Le logiciel permet le calcul des délais, des profondeurs atteintes et donc de la distance parcourue en profondeur par les ondes P. Auxerre, le trajet des ondes P a duré 738 s. La longueur calculée par le logiciel est de 8597 Km. Les ondes P dans leur trajectoire ont atteint la profondeur maximale de 2413 Km. Elles ont donc voyagé dans le manteau. La discontinuité de Gutenberg qui sépare le manteau du noyau est plus profonde (2900Km)


Image : d’après banque de schémas SVT - académie de Dijon (http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt) : auteur A Gallien

On peut ainsi calculer la vitesse des ondes P

Vp = 8597 / 738 = 11,6 Km/s. Cette vitesse correspond à la vitesse des ondes P dans le manteau profond.

Un calcul analogue pour les ondes S donnent une vitesse de 6, 31 Km/s soit la vitesse atteinte par les ondes S dans le manteau profond


Image : d’après banque de schémas SVT - académie de Dijon (http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt) : auteur S Debiève


Localisation du séisme

Le logiciel d’exploitation du séisme permet de déterminer l’intervalle de temps entre l’arrivée des ondes P et S. En utilisant l’hodochrone on peut déterminer l’angle entre le séisme le centre de la terre et la station d’enregistrement.

Pour Canberra l’intervalle est de 736 s soit 81°, très proche de 82° (constaté à Auxerre) ; cela explique que les temps d’arrivée à Canberra et à Auxerre soient quasi identiques

Pour Istanbul, ville la plus plus proche du séisme (écart entre P et S de 725s) on trouve un angle de 79°

Il convient maintenant de tracer 3 cercles d’angles respectifs 82°, 81° et 79° ayant pour centre respectifs, Auxerre, Canberra et Istanbul.

Les 3 stations sont portées sur la carte ainsi que les cercles ayant pour centre les 3 stations. A noter que les cercles, sont représentés ici par des courbes, car la terre est une sphère déformée par la représentation de la carte « à plat ».

Les 3 cercles ont un seul point de concours : il s’agit de l’emplacement du séisme aux incertitudes de mesures près.

Si on rentre directement les coordonnées du séisme, (latitude : 46,93° longitude : 155,25°), on a un petit décalage, qui résulte de l’approximation des mesures notamment dans l’exploitation des hodochrones

La zone d’ombre


Image : d’après banque de schémas SVT - académie de Dijon (http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt) : auteur A Gallien

Lorsque les rais sismiques atteignent le noyau, ils subissent une réfraction qui les dévie. De cette manière, certaines stations ne peuvent recevoir les ondes P et S directes : c’est la zone d’ombre situé entre 105° et 142° environ. Ces stations enregistrent néanmoins une activité sismique, mais il s’agit essentiellement d’ondes réfléchies (ex PP), parfois réfractées sur la "graine".

Si on compare l’enregistrement d’Auxerre (AXRF) à celui d’une station martiniquaise (MLUC), on observe un net retard en Martinique. La station est plus éloignée mais le retard paraît nettement plus important : les ondes qui ont atteint la station martiniquaise ne sont pas des ondes P directes qui seraient arrivées plus tôt. Il s’agit des ondes PP

Pour visualiser la zone d’ombre de ce séisme, la carte affiche 2 cercles à 105° et 142°

Contexte géologique du séisme

Il s’agit d-un séisme de profondeur intermédiaire dans une zone de subduction. La plaque Pacifique plonge sous la plaque eurasienne. Le séisme de profondeur intermédiaire correspond à la libération de tensions accumulées lors de ce mouvement de frottement entre la plaque plongeante et la plaque chevauchante.

Dans la presse...

Russie : fort séisme au large des Kouriles, alerte au tsunami au Kamtchatka

MOSCOU - Un fort séisme, de magnitude 7,3, est survenu à l’est des Kouriles, un archipel de l’Océan Pacifique au centre d’un conflit territorial entre la Russie et le Japon, entraînant une alerte au tsunami dans la principale ville du Kamtchatka (Extrême-Orient russe), selon des sources concordantes.

La secousse s’est produite à 03H49 vendredi (17H49 GMT jeudi) à 428 kilomètres à l’est de la cité russe de Severokourilsk et à 1.787 kilomètres au nord-est de Tokyo, a annoncé sur son site l’Institut de géophysique américain (USGS).

Une alerte au tsunami a ensuite été déclenchée à Petropavlovsk-Kamtchatski, la plus grande agglomération du Kamtchatka, a écrit l’agence RIA Novosti reprenant des informations fournies par l’antenne locale du ministère russe des Situations d’urgence.

Petropavlovsk-Kamtchatski, qui compte environ 200.000 habitants, se trouve à environ 725 kilomètres de l’épicentre, a précisé l’USGS.
Aucune victime n’a été signalée, selon le ministère des Situations d’urgence cité par les agences, à Ioujnokourilsk, une des principales villes des Kouriles, dont quatre îles du Sud sont revendiquées par Tokyo.
Trois jours après la capitulation du Japon, en 1945, l’armée soviétique avait envahi l’ensemble de l’archipel, dont les quatre îles les plus au sud qui n’avaient jamais appartenu à la Russie auparavant.

(©AFP / 15 janvier 2009 20h33)

Caractéristiques du séismes

Séisme : Iles Kouriles (Russie) - 15/01/09 17h49’38
Réseau Edusismo
Latitude : 46,93°
Longitude : 155,25°
Profondeur du foyer : 40 km
Magnitude : 7,4
Type : téléséisme

- Cliquer ici pour voir la station du lycée J Amyot en direct
- Cliquer ici pour accéder au site du réseau Edusismo.
Vous pourrez voir toutes les stations et télécharger les logiciels utilisés ici (Seisgram2000 et Educarte)